聚合物電池的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能及工作安全性

聚合物電池的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、性能及工作安全性

聚合物電池的結(jié)構(gòu)

　圖示出一種積層型鋰聚合物電池的結(jié)構(gòu)。這是將正極（LiCoO2）/凝膠型聚合物電解質(zhì)/碳和石墨系電池組分鋸齒型彎曲或疊加成平板、用鋁積層包封的電池結(jié)構(gòu)。
　　人們正在研究用Ni系或Mn系材料作為正極活性物的聚合物電池，但還達(dá)不到實(shí)用化水平。負(fù)極活性物是具有平坦放電電壓曲線的石墨系和具有平穩(wěn)放電斜率的硬碳系材料。現(xiàn)在問世的鋰聚合物電池只有兩種規(guī)格：厚度為1.5mm、容量為175mAh和攜帶電話用的厚度為3.6mm、容量為500mAh的電池。

　1973年，P?V.Right發(fā)現(xiàn)了離子在高分子材料中傳導(dǎo)的現(xiàn)象。1978年，M.B.Armand等人提出在電池和電子器件中可以應(yīng)用固體電解質(zhì)，此后，聚合物電池的開發(fā)和研究日漸活躍起來。
　　聚合物電解質(zhì)大體上分為3類，即干聚合物、在干聚合物中添加有機(jī)溶劑的凝膠體聚合物和在以PVDF為代表的多孔矩陣材料中添加有機(jī)溶劑的多孔型聚合物電解質(zhì)。表1示出這3種聚合物電解質(zhì)的性能。最初的干聚合物的離子傳導(dǎo)性為10－7s/cm，經(jīng)過改良后，室溫下的傳導(dǎo)性達(dá)到10－4s/cm。但是，這還難以適用于常溫工作的電子器件。在干聚合物中添加可塑劑的凝膠型聚合物電解質(zhì)，傳導(dǎo)性提高到10－3s/cm，向?qū)嵱没~進(jìn)了一大步。
　　有些廠家使用的聚合物電解質(zhì)是含有可塑劑的聚乙烯氧化物和聚丙烯氧化物隨機(jī)重合制成的凝膠聚合物電解質(zhì)。

鋰聚合物電池的性能
　　圖4示出采用恒流恒壓充電的0.2CmA和0.5CmA充電量的充電特性。為了保持電池的基本性能，將充電電壓的上限設(shè)定為4.1V。圖5示出從0.2CmA到1CmA放電速率的放電特性。圖6示出從60℃－10℃的放電特性，對比25℃下的情況，－10℃下的容量達(dá)到85％。為了保持電池的基本性能，放電電壓的下限設(shè)定為2?7V。圖7示出電池的循環(huán)試驗(yàn)性能。在20℃和60℃下放置28天的電池照片1日本YUASA公司生產(chǎn)的鋰聚合物電池性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于圖8。在20℃下，電池容量保持率約為95％，與鋰離子電池的性能大體相同。

圖4鋰聚合物電池的充電特性